本发明专利技术公开一种ＬＥＤ路灯，包括ＬＥＤ光源，其特征在于，还包括至少两对不同的侧准直反射面，其中一对侧准直反射面用于通过反射将在被照平面矩形的宽度方向的光压缩，另外一对侧准直反射面用于通过反射将在被照平面矩形的长度方向的光伸展。本发明专利技术由于设置了两对分别用于通过反射将在被照平面矩形的宽度方向的光压缩和用于通过反射将在被照平面矩形的长度方向的光伸展的侧准直反射面。所以可以在路面上形成一个矩形照明区域，满足道路照明的要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学系统，尤其涉及一种LED路灯。技术背景现有的路灯光源大多采用高压纳灯、高压乖灯等，消耗功率较大，工 作电压高，启动时间较慢，不便于对路灯的亮度在不同时间段进行调节， 灯泡使用寿命短，使得灯管更换率过高，维护成本大幅上升。LED作为一种新型的固体光源，同传统光源相比具有很多很多优势， 如节能，环保，易于调节，寿命长等特点，因此非常适用于作为各种照明 领域的光源，比如城巿道路照明灯具的光源。道路照明系统不同于一般的照明灯具，其被照明的场是一矩形区域。 根据国家公路照明标准，要满足在一矩形的被照平面上(一般是10米X35 米)的平均照度以及照度的均匀性。而实际道路照明中大部分场所需要的 也是一个条形的照明光斑，比如走廊、跑道、人行道、各种交通道路等。目前出现的LED路灯，功率从几十到数百瓦，往往都是由多个LED 组成，由于LED本身发出的光其分布近似为朗伯型，即光强呈余弦发布， 在路面上形成的光斑通常是一个不均匀的圆斑中心处很亮，而在径向衰 减很快。这样形成的圆形光场将不利于光能的利用，无法满足矩形区域的 照明要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可以在路面上形成一个矩形 照明区域的LED路灯。本专利技术所述的LED路灯包括LED光源，其特征在于，还包括至少两对 不同的侧准直反射面，其中一对侧准直反射面用于通过反射将在被照平面 矩形的宽度方向的光压縮，另外一对侧准直反射面用于通过反射将在被照 平面矩形的长度方向的光伸展。所述的LED路灯还包括至少一对端反射面。这样可以限定出射的最大角度和边缘光线的分布。所述沿着被照平面矩形的宽度的方向为Y轴方向，沿着被照平面矩形的长度的方向为X轴方向，垂直于X、 Y平面的方向为Z轴方向，所述将 在被照平面矩形的长度方向的光伸展的一对侧准直反射面接近光源，其中 心部分靠近光源处向Z轴方向突出，所述将在被照平面矩形的宽度方向的 光压縮的一对侧准直反射面远离光源，其外边缘为沿X轴方向的直线，内 边缘与接近的光源的一对侧准直反射面的外边缘连接。这是较佳的两对不 同的侧准直反射面的实施方案。所述将在被照平面矩形的宽度方向的光压縮的一对侧准直反射面是 三维立体表面，其剖面在XYZ三个坐标平面上的投影的曲线是下列曲线中 的任何一种:直线、圆、双曲线、椭圆、抛物线、曲线方程在2次以上的高 次曲线；或者是上述曲线中任何一种两条或两条以上拼接的。上述的这些 形状的发射面都可以达到将在被照平面矩形的宽度方向的光压縮的目的。所述将被照平面矩形的长度方向的光伸展的一对侧准直反射面是与Z 轴夹角不小于9(TC的曲面或斜面。夹角小于9(TC不利于光的射出，这对侧准直反射面选择斜面，可以使设计简单；选择曲面，设计复杂，但可以更 好地控制光线的分布。所述的端反射面为曲面或斜面。选择斜面，可以使设计简单；选择曲 面，设计复杂，但可以更好地控制光线的分布。所述两对不同的侧准直反射面、 一对端反射面组合成一组光学器件， 所述光学器件为多组，每组分别对应一个LED光源，多组光学器件形成矩 阵的拼接组合。这种LED的路灯的光学器件为多组。所述LED光源为单个或多个LED芯片组合。这是具有多组光学器件的 情况下，每组光学器件对应的LED光源为单个或多个LED芯片组合。LED光源为单个或多个LED芯片组合，组合后LED芯片整体对应于两 对不同的侧准直反射面， 一对端反射面。这种LED的路灯的光学器件仅为 一组，但对应的LED光源为单个或多个LED芯片组合。所述LED路灯还包括一次封装透镜，LED芯片置于一次封装透镜的底 部并与一次封装透镜封装成LED模块。 一次封装透镜可采用球面或非球面透镜，与LED芯片封装成LED模块后可以使LED光源芯片的出光效率提高， 采用非球面透镜可使出射光比原始的朗伯光源具有更大的出射半角。本专利技术由于设置了两对分别用于通过反射将在被照平面矩形的宽度 方向的光压縮和用于通过反射将在被照平面矩形的长度方向的光伸展的侧 准直反射面。所以可以在路面上形成一个矩形照明区域，满足道路照明的 要求。附图说明图1是实施例1中LED路灯的立体透视图； 图2是实施例1中LED路灯的俯视图；图3是实施例1中LED路灯的Y-Z坐标平面的截面图(侧视图)；图4是实施例1中LED路灯系统光线光路分析的俯视图；图5是实施例1中LED路灯系统出射光在X-Z投影面上角度变化示意图；图6是实施例1中LED路灯系统端反射面反射光线的示意图； 图7是实施例2中LED路灯的多组光学器件组合成阵列结构的示意图； 图8是实施例2中LED路灯系统端反射面反射光线的示意图。 图9是实施例3中单组光学器件对应的多个LED芯片封装的排列结构 示意图。其中1、 LED光源，2、 一次封装非球面透镜，3、反射表面、4、发 射表面，5、反射表面，6、反射表面，7、荧光粉，8、端反射斜面、9、端 反射斜面，10、光线，11、端反射曲面、12、端反射曲面，15、光线，16、 光线，25、光线，26、光线，27、光线，28、光线，35、光线，36、光线， 37、光线，38、光线，41、光线，42、光线，43、光线，45、光线，46、 光线，51、光线，52、光线，53、光线，55、光线，56、光线，57、光线， 65、光线，66、光线，67、光线。具体实施方式下面结合附图和较佳的实施例对本专利技术作进一步说明。设计原理如果想要LED芯片发出的光合理的分配道路面上面，在路面上面形成一个均匀照度的长方形区域，则需要对LED芯片发出的光进行准直设计。在非成像的准直设计方面，折射表面和反射表面是通常采用的两种手 段。需要偏折的光线角度比较小的时候，可以采用折射表面完成偏折任务; 当需要偏折光线的角度超过折射表面的偏折能力时，则都采用反射表面完 成偏折任务。在一般的给定照射平面，给定照射光分布的光能传输光学系 统中，通常会用一个或多个透镜装置来完成光场波前变化的任务，由于目 标光场为一矩形，光学部件也必然会拓展成为一个非旋转对称的三维光学 系统。然而一般基于折射原理的透镜系统，必然会引入各类界面损耗和透 镜体材料的吸收损耗，同时在光源偏离点光源近似的情况下，由于扩展光 源边界的光线的射到折射面时其出射角度偏离光源中心光线的出射角度， 而光学作用面往往是针对光源中心点的光线进行设计，这一出射角的偏差 会引起内全反射，使光场分布偏离设计要求的同时也使系统的光效大大下 降。而对于反射式光学系统则可以避免和减轻上述问题。同时反射表面光 学系统要较非球面精密透明折射透镜系统在工业加工成型方面容易得都， 成本更低。立体角内发出的光线传输到一被限定的角度范围，而且要使目标的矩 形光场内的照度均匀，因此曲面的设计采用新的三维曲面设计方法，既根 据能量守恒定律，将光源平面的能量与照度平面的能量划分为能量对应相 等的若干小区域，然后在一条出射光线与与之能量对应相等的照度平面上 的点之间任选一点作为待求解的透镜表面的一个初始点，结合光源和照度 平面的能量划分结果，利用叠代求解的方法求解出透镜表面所有离散点的 坐标和法向矢量，从而确定一个发射面表面。这部分的详细方法可以参见 中国专利技术专利申请书，公开号为CN1928624A。实施例1参见图1、图2，本实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＬＥＤ路灯，包括ＬＥＤ光源，其特征在于，还包括至少两对不同的侧准直反射面，其中一对侧准直反射面用于通过反射将在被照平面矩形的宽度方向的光压缩，另外一对侧准直反射面用于通过反射将在被照平面矩形的长度方向的光伸展。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钱可元，罗毅，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94[]
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